Komputasi Paralel

Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen secara bersamaan. Ini umumnya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (di industri keuangan, bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Kasus kedua umum ditemui di kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika (fisika komputasi), kimia (kimia komputasi) dll.

Keuntungan Komputasi Paralel dibandingkan Komputasi Seri adalah sebagai berikut:

1. Menghemat waktu dan uang karena banyak sumber daya yang bekerja bersama akan mengurangi waktu dan memotong biaya potensial. 
2. Tidak praktis untuk menyelesaikan masalah yang lebih besar pada Serial Computing. Ini dapat mengambil keuntungan dari sumber daya non-lokal ketika sumber daya lokal terbatas.
3. Serial Computing 'membuang-buang' potensi daya komputasi, sehingga Parallel Computing membuat kerja perangkat keras menjadi lebih baik.

Jenis-jenis dari Parallelism:

1. Bit-level parallelism: Ini adalah bentuk komputasi paralel yang didasarkan pada ukuran prosesor yang meningkat. Ini mengurangi jumlah instruksi yang harus dijalankan sistem untuk melakukan tugas pada data berukuran besar. Contoh: Pertimbangkan skenario di mana prosesor 8-bit harus menghitung jumlah dua bilangan bulat 16-bit. Pertama-tama harus meringkas 8 bit orde rendah, kemudian menambahkan 8 bit orde tinggi, sehingga membutuhkan dua instruksi untuk melakukan operasi. Prosesor 16-bit dapat melakukan operasi hanya dengan satu instruksi.
2. Instruction-level parallelism: Sebuah prosesor hanya dapat mengatasi kurang dari satu instruksi untuk setiap fase siklus clock. Instruksi ini dapat dipesan ulang dan dikelompokkan yang kemudian dijalankan secara bersamaan tanpa mempengaruhi hasil program. Ini disebut paralelisme tingkat instruksi.
3. Task Parallelism: Paralelisme tugas menggunakan dekomposisi tugas menjadi subtugas dan kemudian mengalokasikan masing-masing subtugas untuk dieksekusi. Prosesor melakukan eksekusi sub tugas secara bersamaan.

Mengapa komputasi paralel?

1. Seluruh dunia nyata berjalan dalam sifat dinamis yaitu banyak hal terjadi pada waktu tertentu tetapi di tempat yang berbeda secara bersamaan. Data ini sangat besar untuk dikelola.
2. Data dunia nyata membutuhkan simulasi dan pemodelan yang lebih dinamis, dan untuk mencapai hal yang sama, komputasi paralel adalah kuncinya.
3. Komputasi paralel memberikan konkurensi dan menghemat waktu dan uang.
4. Kompleks, kumpulan data besar, dan pengelolaannya hanya dapat diatur dan hanya menggunakan pendekatan komputasi paralel.
5. Memastikan pemanfaatan sumber daya secara efektif. Perangkat keras dijamin untuk digunakan secara efektif sedangkan dalam perhitungan serial hanya beberapa bagian dari perangkat keras yang digunakan dan sisanya tidak digunakan.
6. Juga, tidak praktis untuk mengimplementasikan sistem waktu nyata menggunakan komputasi serial.

Aplikasi Komputasi Paralel: 

1. Basis data dan penambangan data. 
2. Simulasi sistem waktu nyata. 
3. Sains dan Teknik. 
4. Grafis canggih, augmented reality dan virtual reality. 

Keterbatasan Komputasi Paralel: 

1. Ini membahas seperti komunikasi dan sinkronisasi antara beberapa sub-tugas dan proses yang sulit dicapai. 
2. Algoritma harus dikelola sedemikian rupa sehingga dapat ditangani dalam mekanisme paralel. 
3. Algoritma atau program harus memiliki kopling rendah dan kohesi tinggi. Tetapi sulit untuk membuat program semacam itu. 
4. Programmer yang lebih terampil dan ahli secara teknis dapat mengkode program berbasis paralelisme dengan baik.